Ионный сток и химический состав вод ледниковой реки Актру (Горный Алтай) | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 383. DOI: 10.17223/15617793/383/35

Ионный сток и химический состав вод ледниковой реки Актру (Горный Алтай)

По данным полевых работ 2013 г. и ранее проведенных исследований (1997-1999, 2012 гг.) в горно-ледниковом бассейне р. Актру (Горный Алтай) выполнен анализ пространственно-временной динамики химического состава речных вод и ионного стока. Выявлена закономерность в динамике расхода растворенных веществ, заключающаяся в резком увеличении расходов и минерализации на участке интенсивного поступления в русловую сеть талых ледниковых вод (0-5 км от истока реки) и постепенной стабилизации характеристик ниже по течению вплоть до устья.

Ionic runoff and chemical composition of glacial waters of the Aktru River (Gorny Altai).pdf Введение. Ионный сток (сток растворенных веществ) является одной из составляющих геостока (потока вещества и энергии) горных областей, а также интегральной характеристикой гидрологических, геохимических и геоэкологических процессов в речных бассейнах. Особую актуальность исследования ионного стока приобретают при изучении тех геосистем, которые находятся в неустойчивых состояниях, например горно-ледниковых бассейнов в условиях климатических изменений. Один из таких бассейнов - бассейн р. Актру (см. рис. 1), расположенный на северном макросклоне Се-веро-Чуйского хребта в горном узле Биш-Иирду (Горный Алтай). В течение последних десятилетий в высокогорной зоне Горного Алтая наблюдался постепенный рост среднегодовых и летних температур приземных слоёв воздуха, соответственно, с интенсивностью 0,35 и 0,12°С / 10 лет [1]. Как следствие, абляция на ледниках бассейна Актру увеличивалась. Одновременно наблюдался рост суммы осадков в бассейне, что вызывало рост аккумуляции на ледниках [2]. Но градиент роста аккумуляции был вдвое меньше градиента роста абляции, что привело к устойчивым отрицательным балансам массы ледников и, соответственно, деградации оледенения в бассейне Актру [3]. Подобные изменения не могли не отразиться как на водном, так и на ионном стоке р. Актру. Степень изученности стока растворенных веществ р. Актру и на данный момент времени является низким, что и определило цель работы, являющейся продолжением исследований Томского государственного (ТГУ) и Томского политехнического (ТПУ) университетов [4-6]. Материалы и методика исследования. Исследования включали в себя: 1) полевые работы в июле 2013 г., в том числе: а) измерение расходов воды и уклонов водной поверхности согласно [7]; б) отбор проб вод р. Актру из слоя 0,3-0,5 м от поверхности с учётом [7]; 2) лабораторные работы; 3) обобщение материалов, полученных в 2013 г., и результатов исследований, выполненных совместно с Ю.К. На-рожным, Р.Ф. Фахрутдиновым, Ю.Г. Копыловой, Н.В. Гусевой, А.А. Хващевской в 1997-1999 и 2012 гг. и частично представленных в [4-6]; 4) гео-графо-гидрологический анализ данных с учётом требований [8]. Основные задачи анализа заключались: 1) в выявлении закономерностей и особенностей изменения химического состава речных вод, а также гидрохимического стока р. Актру от истоков до устья; 2) установлении взаимосвязей водного и гидрохимического стока как ключевого фактора пространственно-временных изменений химического состава речных вод. Перечень определяемых гидрохимических показателей включал в себя рН, главные ионы (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3-, SO42-, Cl ), биогенные вещества (NO3-, NO2-, NH4+, PO43-, Si), железо общее и ряд микроэлементов (F-, Li, Al, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Sr, Ba, Hg, Pb), перманганатную (ПО) и бихроматную (БО) окис-ляемости. Лабораторные работы выполнены в аккредитованной гидрогеохимической лаборатории ТПУ по аттестованным методикам, краткое описание которых приведено в [8]. Схема размещения пунктов отбора проб и гидрометрических створов представлена на рис. 1. Обсуждение результатов. Анализ полученных данных позволил уточнить гидрохимическую характеристику р. Актру (см. таблицу) и подтвердил сделанные ранее выводы о соответствии речных вод категориям: 1) пресных с очень малой и средней (реже) минерализацией (по классификации О.А. Алёкина); 2) гидрокарбонатных кальциевых; 3) слабощелочных (чаще) и нейтральных [9] В распределении гидрохимических показателей прослеживается общая тенденция к достаточно резкому увеличению концентраций растворённых солей на верхнем участке протяжённостью около 5 км (см. рис. 2), что в первом приближении соответствует участку смешивания порций талых ледниковых вод (с ледников Правый, Левый, Малый Актру и пр.), с дальнейшим выходом речных вод на относительно ровную поверхность (зандровое поле) с преобладающим типом руслового процесса - горной пойменной многорукав-ностью и уменьшением расхода взвешенных наносов (см. таблицу). Незначительное увеличение минерализации воды прослеживается и ниже по течению от зандрового поля до выхода реки из горно-таежного участка в горностепной. В нижнем течении, видимо в результате впадения р. Корумду, сток которой формируется в несколько иных условиях, может наблюдаться некоторое снижение суммы главных ионов Ymi. Для водосбора р. Корумду, левого притока р. Актру (рис.1), по сравнению с водосбором самой р. Актру выше по течению от места слияния, характерна более значительная степень залесенности речного бассейна. А в пределах залесенных участков взаимодействие вод с горными породами протекает менее интенсивно. Общее изменение суммы главных ионов Ymi по длине реки в летний период может быть описано уравнением = 30,3 - 0,54L2 + 16,6L, (1) где L - расстояние от истока в км. Сходное (с минерализацией) изменение по длине реки наблюдается и для ионного стока, вычисленного как произведение расхода воды и суммы главных ионов. Но есть и небольшие отличия, заключающиеся в отсутствии снижений значений ниже устья р. Корумду за счёт компенсации уменьшения Ymi увеличением расходов воды. Рис. 1. Горно-ледниковый бассейн Актру. Показаны точки отбора проб речной воды на гидрохимический анализ: 1 - исток; 2 - гидрологический створ; 3 - нижняя оконечность зандрового поля; 4 - «Перевалка»; 5 - 1,1 км выше впадения р. Корумду; 6 - устье Рис. 2. Изменение основных гидрохимических показателей по длине р. Актру Общая характеристика водного стока и химического состава вод р. Актру в июле 2013 г. и в среднем за 1997-2013 гг. Показатель Единицы измерения Река Актру Среднее для ледников [9] Исток Гидрологический пост Нижняя оконечность зандра «Перевалка» 1,1 км выше впадения р. Корумду Устье Среднее за 2013 г. Среднее за 19972013 гг. Створ км от устья 24,5 20 16,9 12,4 7,4 0,8 - - - Дата отбора - 19.07.13 18.07.13 18.07.13 18.07.13 18.07.13 20.07.13 6 проб 16 проб 8 проб Расход воды Q м3/с 1,3 5,2 5,3 5,3 5,4 5,8 4,7 4,2 - Расход взвеш. наносов G кг/с 18,1 16,5 4,52 10,9 8,92 3,68 - - - Ионный сток г/с 83,7 594,7 660,7 815,2 811,5 819,8 630,9 464,0 - Сток Сорг г/с 0,2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 0,9 1,0 рн - 8,23 8,90 9,00 8,40 8,40 8,90 8,64 8,12 5,43 Tmi мг/дм3 63,4 114,4 125,6 153,2 150,1 141,8 124,7 109,5 21,3 Ca2+ То же 11,7 14,3 13,5 18,5 20,5 17,9 16,1 18,1 2,3 Mg2+ -//- 1,2 2,8 2,8 4,1 4,4 3,3 3,1 3,0 0,5 Na+ 2,8 10,0 14,3 14,8 12,7 11,0 10,9 4,7 0,6 K+ 1,1 1,1 1,4 1,2 1,3 1,1 1,2 1,2 0,3 HCO3- 39,0 54,9 58,6 79,3 75,6 61,0 61,4 58,9 14,0 CO32- 1,2 12,0 14,4 3,6 3,6 24,0 9,8 6,5 0,0 Cl- 0,3 1,1 1,8 1,6 1,6 1,4 1,3 1,7 2,6 SO42- 6,0 18,2 18,9 30,1 30,4 22,1 20,9 17,9 1,0 NO3- 0,720 0,580 0,510 0,590 0,240 0,390 0,505 0,598 1,24 NO2- 0,030 0,001 0,020 0,001 0,001 0,001 0,009 0,007 0,010 NH4+ 0,025 0,025 0,100 0,120 0,090 0,090 0,075 0,068 0,092 PO43- 0,145 0,070 0,143 0,030 0,040 0,040 0,078 0,100 0,044 Si 1,780 1,180 1,570 1,060 0,770 1,480 1,307 3,340 0,46 •Р^общ 12,050 6,220 5,640 1,220 1,280 1,310 4,620 3,177 0,329 F- -//- 0,160 0,476 0,790 0,610 0,630 0,620 0,548 0,247 0,039 Li мкг/дм3 9,3 4,1 2,9 2,6 2,3 2,0 3,9 3,4 3,5 Al То же 5298,0 2501,0 1178,0 553,0 153,0 102,0 1630,8 1141,1 135,0 Ti -//- 263,0 107,0 40,0 17,0 3,0 0,0 71,7 71,7 - V 19,0 5,0 2,0 1,0 0,1 0,1 4,5 4,5 - Cr 13,0 4,3 1,0 1,0 1,0 1,0 3,6 3,5 - Mn 185,0 75,0 32,0 21,0 13,0 11,0 56,2 56,2 - Ni 8,0 2,0 1,0

Ключевые слова

Горный Алтай, горно-ледниковый бассейн Актру, химический состав речных вод, ионный сток, закономерности пространственной изменчивости, Gorny Altai, mountain-glacial basin Aktru, chemical composition of river water, ionic runoff, regularities of spatial variability

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Торгашева Ксения АлександровнаТомский государственный университетмагистрант кафедры гидрологииavelissa@mail.ru
Шантыкова Лилия НиколаевнаТомский государственный университетканд. геогр. наук, доцент кафедры гидрологииvv0266@mail.ru
Паромов Владимир ВалерияновичТомский государственный университетканд. геогр. наук, доцент кафедры гидрологииpvv0266@mail.ru
Савичев Олег ГеннадьевичТомский политехнический университет; Томский государственный университетд-р геогр. наук, профессор кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии; профессор кафедры минералогии и геохимииOSavichev@mail.ru
Всего: 4

Ссылки

Колюшкина И.М. Необычайная мутность воды р. Актру в 1962 году // Гляциология Алтая. 1965. Вып. IV. С. 232-237.
Савичев О.Г., Решетько М.В. Методы ориентировочной количественной оценки твёрдого стока и русловых деформаций для равнинных рек таёжной зоны Западной Сибири // Инженерные изыскания. 2012. № 1. С. 52-56.
Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Л. : Гидрометеоиздат, 1978. Вып. 6. Ч. I. 384 с.
ГОСТ Р 51592-2000: Вода. Общие требования к отбору проб. Дата введения 21.04.2000.
Савичев О.Г., Паромов В.В., Копылова Ю.Г., Хващевская А.А., Гусева Н.В. Эколого-геохимическое состояние поверхностных вод в бассейне р. Катунь (Горный Алтай) // Вестник Томского государственного универитета. 2013. № 366. С. 157-161.
Методические указания. Проведение расчётов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков. РД 52.4.622-2001. М. : Росгид ромет, 2001. 68 с.
Савичев О.Г., Нарожный Ю.К., Паромов В.В., Фахрутдинов Р.Ф. Химический и микробиологический состав водно-ледниковых объектов в бассейне р. Актру (Горный Алтай) // Материалы гляциологических исследований. 2002. Вып. 92. С. 187-191.
Савичев О.Г., Паромов В.В. Химический состав талых ледниковых и речных вод бассейна реки Актру (Горный Алтай) // География и при родные ресурсы. 2013. № 4. С. 94-100.
Паромов В.В., Шантыкова Л.И. Динамика гидрометеорологических характеристик высокогорья Алтая во второй половине XX века // Мате риалы гляциологических исследований. 2001. Вып. 90. С. 112-116.
Оледенение Северной и Центральной Евразии в современную эпоху / под ред. В.М. Котлякова. М. : Наука, 2006. 482 с.
Нарожный Ю.К., Паромов В.В., Шантыкова Л.И. Возможные тенденции изменения режима ледников и климата высокогорья Алтая до 2010 г. // Материалы гляциологических исследований. 2005. Вып. 98. С. 220-224.
 Ионный сток и химический состав вод ледниковой реки Актру (Горный Алтай) | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 383. DOI: 10.17223/15617793/383/35

Ионный сток и химический состав вод ледниковой реки Актру (Горный Алтай) | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 383. DOI: 10.17223/15617793/383/35